Er sorgt dafür, dass Stoffe zwischen den unterschiedlichen funktionellen Räumen (Kompartimenten) innerhalb einer Zelle ausgetauscht werden können. Beispiele für intrazelluläre Stofftransporte sind:
der Import von Proteinen durch die Kernporen der Zellkernhülle in das Karyoplasma und der Export von RNA in das Zytoplasma der Zelle
der Transport von Proteinen vom rauen endoplasmatischen Retikulum (rER) zum Golgi-Apparat
der Transport in Nervenfasern entlang der Mikrotubuli (axonaler Transport)
Es handelt sich hierbei um gerichtete Transportprozesse – d.h., Stoffe wie Zellorganellen (z.B. Mitochondrien) und Makromoleküle werden in Vesikel eingeschlossen und an Motorproteine gebunden. So „angeleint“ wandern sie entlang des Mikrotubulussystems an ihren Bestimmungsort. Das kann ein anderes Zellorganell, die Zellmembran oder ein Vesikel sein. Dabei interagieren die Motorproteine Kinesin und Dynein mit den Mikrotubuli:
